علم الجيولوجيـا و الاستشعار عن بعد
تعريف علم الجيولوجيا
الجيولوجيا : هو علم الأرض أي العلم الذي يبحث في كل شيء يختص بالأرض من حيث تركيبها و كيفية تكوينها و الحوادث التي كانت في نشأتها الأولى وكذلك يبحث هذا العلم في حالة عدم الاستقرار و التغير المستمر الذي يحدث بالكتلة الصلبة للأرض نتيجة لتأثير عمليات وقوى مختلفة سواء كانت هذه القوى من خارج الكتلة الصلبة للأرض أو من داخلها كما يبحث في نتائج هذا التغير. و الجيولوجيا كلمة إنجليزية مأخوذة أصلاً عن الكلمة اللاتينية و اليونانية <Geology>، حيث أن المقطع (Geo) معناه الأرض، والمقطع (logy) معناه العلم.
مع تقدم وسائل البحث في العلوم عامة، تعمق العلماء في دراسة الجيولوجيا، وبدأ يضيق الاختصاص في نواح معينة منه، وكان من نتيجة ذلك أن تفرعت الجيولوجيا إلى فروع متعددة لكل منها مجال واضح.
ومن فروع الجيولوجيا ما يلي:
1- الجيولوجيا الكونية Cosmic Geology
تختص الجيولوجيا الكونية بدراسة أصل الأرض وصلتها بالأجرام السماوية، وطبيعة تكوين هذه الأجرام، ومقارنة ذلك بطبيعة تكوين الأرض.
2- الجيولوجيا الطبيعية Physical Geology
وتختص بدراسة العمليات الطبيعية التي أثرت وما زالت تؤثر على القشرة الأرضية، والتي شكلت ولا زالت تشكل تضاريس الكتلة الصلبة للأرض حتى أصبحت على ما
هي عليه الآن ، وما يمكن أن تؤول إليه في المستقبل.
3- علم المعادن Mineralogy
يشمل علم المعادن دراسة المعادن من حيث صفاتها الطبيعية والكيميائية والتعرف عليها، كما يشمل دراسة وجودها كمواد خام وطرق استخلاصها.
4- علم البلورات Crystallography
يختص هذا العلم بدراسة البلورات من حيث شكلها الظاهري وتركيبها والتعرف عليها وعلى الصخور والمعادن التي تحتويها
الاستشعار عن بعد "Remote Sensing"
من أجل التعمق في معرفتنا عن الكرة الأرضية, كان لا بد من الحصول على معلومات أكثر شمولية وأكثر دقة عنها وعن بعض الظواهر التي تحدث عليها وحتى يتم ذلك كان لا بد من إيجاد وسائل للرصد والمراقبة عن بعد وخاصة من الفضاء لأماكن على سطح الكرة الأرضية يصعب الوصول إليها
وموضوع المراقبة من الفضاء أو موضوع التحسس عن بعد أو الاستكشافات عن بعد أو إمكانية الحصول على معلومات عن شيء دون الاتصال به هو الاستشعار عن بعد.
والاستشعار عن بعد هو علم وفن وتقنية الحصول على معلومات عن جسم أو ظاهرة ما من مسافات أو ارتفاعات مختلفة باستخدام أجهزة تحسس واستشعار متنوعة ودقيقة تكون محمولة في الطائرات أو الأقمار الصناعية أو المركبات الفضائية, وفي بعض الحالات تكون محمولة داخل المركبات أو حوامل أرضية.
أما كيفية الحصول على هذه المعلومات, فيتم عن طريق استخدام الموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة أو المنبعثة من الأجسام الأرضية أو من الجو أو مياه البحار والمحيطات بينما تكون أجهزة التقاط الموجات على الأقمار الصناعية أو الطائرات أو البالونات.
خصائص الاستشعار عن بعد
أصبح الاستشعار عن بعد علماً له أصول ومستلزماته وهو فن الحصول على المعلومات لظاهرة معينة دون الاتصال المباشر بين الجهاز والظاهرة المنوي دراستها.
يمكن أن يكون الاستشعار عن بعد :
فضائيا -
جويا -
- أرضيا
: أدوات الاستشعار عن بعد
كاميرات، تصوير، كواشف، أشعة كهرومغناطيسية.
عملية الاستشعار عن بعد عملية شاملة، سريعة، ويمكن استخدامها لأكثر من مرة
ولأكثر من مجال.
وكان الاستشعار عن بعد أحد النتائج الايجابية لغزو الفضاء للعالم وللجنس البشري.
: وسائل الحصول على البيانات والمعلومات تشمل:
أ- الطائرات ب- البالونات ج- المركبات الفضائية
د- الأقمار الصناعية وتقسم من حيث الحركة إلى نوعين:
الأقمار الصناعية المتحركة في مسارات حول الكرة الأرضية*
*الأقمار الصناعية الثابتة والتي تتميز بتواجدها الدائم في موقع ثابت على الكرة الأرضية وبذلك يتم توفر ملاحظة ومراقبة دائمة ومستمرة لجزء ما من الكرة الأرضية.
الرادار : وهو جهاز يستخدم لتحديد مكان وهوية وخصائص بعض الأجسـام البعيـدة
ويعتبر نظام إنذار مبكر حيث يقوم بكشف الأجسام ومتابعة حركاتها وتوجيهها في حـال
تطلب الأمر .
ومجالات استخدامه عديدة فمنها : رصد الأحوال الجوية
,في مجال الملاحة الجوية والبحرية لمنع الطائرات والسفن من الاصطدام ببعضها البعض
,ومن قبل شرطة المرور لضبط حركة السيارات والالتزام بالسرعة المحددة ,وللحصول على معلومات من اجل الدراسات والأبحاث في مجالات علمية معينة .
أجهزة التقاط البيانات التي تستقبل الأشعة المنبعثة والمنعكسة على أطوال موجة معينة ثم تحويلها إلى أشعة إشارية ومن ثم إرسالها إلى محطات الاستقبال الأرضية.
وبعد الحصول على المعلومات المختلفة يقوم المعنيون والمختصون بمعالجتها وتحليلها لتستخدم في جميع الميادين العلمية المختلفة.
ومن تطبيقات الاستشعار عن بعد :
ففي عصر التقنيات الحديثة يتم الحصول على المعلومات المختلفة والاستفادة من تقنيات الاستشعار عن بعد لحماية الإنسان وأخذ الاحتياطات والتدابير اللازمة والمسبقة لحماية الأرواح والممتلكات. وإن للاستشعار عن بعد علاقة في كثير من المجالات العلمية والتطبيقية نذكر منها:
1- في المجال الزراعي: أ- حيث يتم تحديد وتوقع مقدار المحاصيل الزراعية .
ب- عمل الخرائط اللازمة لتحديد المناطق الزراعية .
ج- اكتشاف الآفات الزراعية وأمراض النباتات والأشجار.
د- يساعد في وضع سياسة معينة لحفظ المناطق الزراعية
من التلوث وذلك من خلال المراقبة المستمرة .
هـ مراقبة التصحر و- مراقبة حرائق الغابات .
2- في مجال الجيولوجيا: يساعد الاستشعار عن بعد على
أ- عمل الخرائط الجيولوجية .
ب- تحديد مواقع البراكين وتحديد تحرك الطبقات الأرضية ج- تحديد خطوط التصدعات المختلفة
د- البحث عن المصادر الطبيعية والمواد الخام.
3- في مجال التربة: أ- يتم تقسيم التربة وتصنيفها.
ب- عمل خرائط مناخية للتربة
ج- دراسة إمكانية حفظ التربة وتحسينها.
د- مراقبة جفاف الأراضي والبحيرات
4- في مجال المياه : يساعد على:
أ- وضع خرائط دقيقة للمناطق المائية
ب- دراسة تلوث مياه البحيرات والأنهار ( والكشف عن
البقع الزيتية التي تؤثر على الحياة البحرية والنهرية)
ج- تحديد مناطق الفيضانات
د- مراقبة حركة الأنهار
و- البحث عن المياه الجوفية تحت رمال الصحراء عن
طريق صور الرادار
5- في مجال الخرائط: تساعد الصور الجوية والفضائية على عمل وتحديث الخرائط القديمة بدقة متناهية بحيث تعطي معلومات متعددة ومفيدة.
6- في مجال حماية البيئة : يلعب الاستشعار عن بعد دوراً مهماً في دراسة الكرة الأرضية وبيان التغيرات التي تظهر على سطحها وبالتالي نتعمق في مجال حماية البيئة الطبيعية في
مكافحة التلوث بشتى أشكاله حيث يساعد الاستشعار عن بعد على دراسة:
أ- تلوث الجو والهواء ب- تلوث الماء
ج- تأثير المصانع على البيئة
د- تأثير النفايات في تلوث البيئة
هـ عمل خرائط خاصة بالمناطق المحمية
و- مراقبة التغيرات البيئية وتأثير الطبيعة على الإنسان
والبيئة.
وان المراقبة الدورية للبيئة الطبيعية من ارتفاعات مختلفة يعني إتاحة المجال أمامنا للحصول على نتائج مستمرة تمكننا من وضع الدراسات الصحيحة وكذلك الحلول الصحيحة.
7- في مجال الآثار : يلعب الاستشعار عن بعد دوراً هاماً في حماية المناطق الأثرية من قصور وقلاع.
8- في مجال الملاحة الجوية والبحرية حيث يتم تحديد مواقع ومسار الطائرات في الجو وكذلك يتم الكشف عن البقع الزيتية التي تؤثر على الحياة البحرية والنهرية.
9- في المجال العسكري : أهم الاستخدامات الرئيسية في هذا المجال: في مجال الدفاع الجوي، الدفاع الصاروخي, المراقبة الجوية والاستطلاع, قياس المدى, التحكم في التصويب وتوجيه نيران الأسلحة, في مجال التجسس وتحديد المواقع الاستراتيجية والأهداف بدقة, تحديد مواقع وحركة وحجم الجيوش.
10- في مجال الحد من الكوارث والمخاطر الطبيعية والتي من صنع الإنسان: مثل الفيضانات والزلازل والسيول ومتابعة المنكوبين والبحث عنهم , والتفجيرات النووية ومدى تأثيرها على المناطق المحيطة وحرائق الغابات.
11- في مجال الأرصاد الجوية والمناخ : الأرصاد الجوية هي أحد التطبيقات المدنية التي
استفادت مبكراً من الأقمار الصناعية، حيث يمكن اعتبار القمر الصناعي في هذه الحالـة
على أنه برج مراقبة عال جداً يستطيع أن يكشف مساحة واسعة جداً مـن سطـح الكرة
الأرضية والغلاف الجوي الذي يغطيها وهو كذلك يستطيع أن يعطي معلومات دقيقة تماماً
عن بعض الظواهر الجوية مثل تشكيلات السحب وحركتها ودرجة حرارتهـا، وحركـة
الأعاصير ومتابعتها.
وأصبح الآن وفي معظم الدول يلعب التنبؤ الجوي دوراً اقتصادياً كبيراً في تقدير المحاصيل والغلال وفي متابعة الأعاصير والزوابع والتي تصل إلى حد الكوارث الطبيعية. وأصبح الآن وبدون شك يمكن تقليل الخسائر في الأرواح والممتلكات بشكل كبير عندما يمكن ترحيل السكان من المناطق التي تقع في مسار الأعاصير, ولكن ذلك يحتاج إلى متابعة شبه لحظية "من الأقمار الصناعية" حيث أن هذه الأعاصير تغير اتجاهاتها بشكل فجائي وسريع ولا يمكن التنبؤ به، ولكن لحسن الحظ فإن الأقمار الصناعية يمكنها القيام بمهمة المتابعة هذه بشكل دقيق.
يعمل الاستشعار عن بعد في هذا المجال على :
أ- تحديد حركة الغيوم ونوعها وسمكها ودرجة حرارتها
ب- رصد المتغيرات المناخية مثل درجة حرارة سطح الأرض والمسطحات المائية والجبال
الجليدية
ج- إمكانية تحديد كمية الأمطار المتوقع هطولها
د- دراسة تلوث الهواء.
هـ تساعد على إصدار تنبؤات جوية أكثر دقة حيث يتم بواسطتها تحديد مواقع وحركة المنخفضات الجوية والجبهات الهوائية والأعاصير
استفادت خدمات الأرصاد الجوية من التقدم العلمي الذي حدث أخيرا حيث بدأ تطوير وسائل جديدة لمراقبة تطورات الغلاف الجوي واستخدمت البالونات والطائرات في الحصول على معلومات عن طبقات الجو المختلفة وفي الوقت نفسه أنشئ نظام عالمي متكامل من المحطات الأرضية والسفن البحرية لمراقبة الجو وتبادل المعلومات. وقد قامت منظمة الأرصاد العالمية (WMO) بإنشاء نظام مراقبة للجو على المستوى العالمي وتساهم فيه جميع الدول وبدخول الأقمار الصناعية والرادار أضيف عنصران جديدان وتقنية جديدة إلى وسائل مراقبة الجو .
والآن فإن الأقمار الصناعية والرادارات برؤيتها الشاملة أصبحت جزءاً رئيسياً في نظام الأرصاد الجوية العالمي مكملةً بذلك سلسلة من التطورات التقنية التي تمكن الإنسان من السيطرة على الطقس والتعامل معه وتجنب كوارثه والتخفيف من آثاره السيئة
